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PNAS:肠道微生物组间的相互作用如何影响机体健康?

来源:本站原创 2018-12-08 23:12

2018年12月8日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究报告中,来自卡内基科学研究所的科学家们通过研究发现,生活在胃肠道系统中的不同微生物之间所发生的相互作用或许对机体健康有着巨大且不可预测的影响,肠道微生物组是存在于人类机体中由成千上万种微生物组成的微型生态系统,人类肠道微生物组的多样性常常为科学家们分类并理解其对机体健康的影响带来一定挑战。

图片来源:Benjamin Obadia

如今研究人员非常感兴趣研究微生物组作为一个整体是否大于各部分之和,换句话说,单一微生物能在多大程度上影响机体的健康和生理学特性,以及这些影响在多大程度上是由微生物组中不同微生物群落的相互作用所决定的。这项研究中,研究人员利用果蝇机体天然的简单微生物组进行研究来全面揭示这种肠道微观系统,研究者发现,肠道微生物组之间不同微生物的相互作用或会影响果蝇的健康,甚至其长寿。

研究者Ludington说道,我们对细菌种类的经典看法就是,在非黑即白的环境中,细菌就是疾病的媒介,要么有,要么没有;本文研究中我们发现微生物组或许并非如此;特殊微生物群体所产生的效应或许依赖于其它微生物也存在的环境。长期以来科学家们对果蝇的研究发现,肠道菌群或会影响宿主的环境、生育力和长寿;1927年,研究人员发现,通过从实验室果蝇机体中简单地移除肠道菌群或许就能将果蝇寿命延长14%。

这项研究中,研究人员重复了相关实验,结果发现,当移除果蝇机体中特殊的微生物组时,其寿命大约会延长23%。但研究人员并不清楚其中有多少影响归咎于果蝇肠道中存在的单一微生物,以及多少归咎于其整体的微生物生态环境。研究人员对果蝇机体的肠道微生物组进行了深入剖析,同时更好地理解了这些微生物群体影响昆虫宿主的寿命。

文章中,研究人员开发出了一种系统来绘制果蝇肠道中5种细菌之间所发生的可能的相互作用图谱,目的在于阐明这些细菌之间的相互作用如何影响昆虫的发育、后代的产生以及寿命等,对细菌间相互作用的分子就需要开发新型的数学方法。研究者发现,微生物群体之间所发生的相互作用对于果蝇的机体生理学特性至关重要,针对果蝇寿命所发生的23%的变化而言,单一的微生物群落或许能够解释四分之一的影响,而微生物群落之间的相互作用或许能解释其余的影响。这些相互作用或许能够影响某些因子,从而决定果蝇将其遗传物质遗传给后代的方式。

研究者Ludington解释道,当我们对果蝇的健康状况进行研究时发现,较短寿命的后代或许和长寿后代之间存在一种平衡状态,而这种平衡状态或许会通过微生物组之间的相互作用所介导,这就意味着,如果我们想去理解微生物组如何影响机体健康的话,我们就需要深入理解不同菌群的组合如何影响宿主,而并不是单一细菌如何影响宿主。

此外,研究者还表示,果蝇或许能作为一种良好的模式来帮助研究理解人类和其它动物机体中复杂微生物组之间的相互作用,这对于后期进行更多深入的研究至关重要。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Alison L. Gould, Vivian Zhang, Lisa Lamberti, et al. Microbiome interactions shape host fitness, Proceedings of the National Academy of Sciences (2018). DOI: 10.1073/pnas.1809349115

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